楊鎮(zhèn)才，張宇，李珊珊，李波，董靜

采收期對紫花苜蓿生長和營養(yǎng)特性的影響

楊鎮(zhèn)才1，2，張宇1，2，李珊珊1，2，李波1，2，董靜1，2

（齊齊哈爾大學 1. 生命科學與農(nóng)林學院，2. 抗性基因工程與寒地生物多樣性保護黑龍江省重點實驗室，黑龍江 齊齊哈爾 161006）

以紫花苜蓿“龍牧801”植株為實驗材料，對采集的5～9月份植株進行生長指標、營養(yǎng)成分測定和變化規(guī)律分析，并利用隸屬函數(shù)法對各指標變化進行綜合評價．結(jié)果表明，隨著苜蓿植株生長周期的延長，苜蓿生長指標中的株高逐漸增加，鮮質(zhì)量和干質(zhì)量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，鮮干比逐漸降低；不同采收期苜蓿的粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分含量隨著苜蓿采收月份的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，磷和鉀含量呈現(xiàn)降低的變化趨勢．應(yīng)用隸屬函數(shù)法對10項指標變化進行綜合評價，隸屬函數(shù)值大小為7月份＞8月份＞6月份＞5月份＞9月份，7月份苜蓿生長和營養(yǎng)指標的隸屬函數(shù)值最高，為苜蓿刈割進行青貯的最適時期．

紫花苜蓿；采收期；生長指標；營養(yǎng)特性

紫花苜蓿（L.）是豆科多年生草本植物，有較高的營養(yǎng)價值及藥用價值，富含粗蛋白、粗纖維、維生素、礦物質(zhì)、皂苷、異黃酮等物質(zhì)[1]，并且含有動物所必需的氨基酸和微量元素．由于苜蓿根部發(fā)達，在生態(tài)環(huán)境中能增加土壤的疏松程度，從而提高土壤的蓄水能力，增加水土保持效果[2]．苜蓿可用于配合飼料或混合飼料，在畜禽養(yǎng)殖中將發(fā)揮越來越重要的作用，對北方地區(qū)緩解冬、春季節(jié)飼料短缺具有重要的意義[3]．因此，大力發(fā)展紫花苜蓿種植業(yè)不僅可以解決畜牧業(yè)優(yōu)質(zhì)飼料缺乏的問題，還能提高本地區(qū)的生態(tài)效益和經(jīng)濟效益．

苜蓿是喜溫植物，但其耐干旱和抗寒能力比較強，最適生長溫度為15～25℃，比較喜歡中性土壤．在一個生育周期中，由于受光照、氣溫、水分等氣候條件的影響，苜蓿生長和營養(yǎng)成分等指標均存在一定差異[4]．采收期不僅影響紫花苜蓿的產(chǎn)量和品質(zhì)，還會影響其再生性、持久性以及安全越冬，最佳收獲時期一般為孕蕾期到初花期[5]．馬曉霞[6]等研究了14個引進紫花苜蓿品種在寧夏引黃灌區(qū)的生產(chǎn)性能和營養(yǎng)價值，測定其在初花期的株高、單株分枝數(shù)、干草產(chǎn)量、鮮干比、莖葉比、粗蛋白、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、粗脂肪、粗灰分含量，巨人407年平均干草產(chǎn)量最高，WL316HQ中性洗滌纖維含量和酸性洗滌纖維含量均最低，10項指標綜合分析4020MF、皇冠、WL363HQ、BR4010等品種綜合表現(xiàn)優(yōu)異．

本文通過分析適合北方種植的紫花苜?！褒埬?01”品種在不同生育期生長和營養(yǎng)成分的含量，探究其變化規(guī)律，了解在一個生育周期內(nèi)紫花苜蓿生長和各主要營養(yǎng)物質(zhì)的最佳利用時間，進而為選擇合理的刈割時間提供理論依據(jù)．

1　實驗部分

1.1　取材與處理

紫花苜?！褒埬?01”（齊齊哈爾大學實驗田），其種子于2018年5月播種在裝有營養(yǎng)土的塑料花盆中，三葉一心期后每盆定植3株，將盆栽幼苗單穴移栽放在實驗基地大田進行培養(yǎng)，實驗期間不施肥，不灌溉，隨時除草．分別于2021年5～9月的27日對樣地的5個樣點進行隨機采集單穴地上植株，留茬4～5 cm，所有樣品置于陰涼處進行干燥處理．干燥后苜蓿在YB-1500A高速多功能粉碎機進行粉碎處理成干粉，密封保存在干燥處備用，然后測定其營養(yǎng)成分．

1.2　實驗方法

1.2.1實驗地點的環(huán)境氣溫和降水量為了研究環(huán)境氣候和降水量對紫花苜蓿生長的影響，對齊齊哈爾市2021-04—2021-10的氣溫與降水量進行調(diào)查，此部分數(shù)據(jù)由齊齊哈爾市氣象局提供．

1.2.2苜蓿植株生長和營養(yǎng)成分測定植株高度：隨機選取實驗樣地的5個單穴植株，用卷尺測量苜蓿植株垂直高度，測量5個單穴苜蓿植株的平均值，即為苜蓿植株高度．

鮮質(zhì)量：采集單穴苜蓿植株進行編號，刈割完之后立即稱量，測量5次，取其平均值，即為苜蓿植株的鮮質(zhì)量．

干質(zhì)量：采集單穴苜蓿植株在通風地面上晾干，每天翻動2次，連續(xù)1周左右，晾干后稱量，測量5次，取其平均值，即為苜蓿植株的干質(zhì)量．

鮮干比：鮮草質(zhì)量與干草質(zhì)量的比值，即鮮干比＝鮮質(zhì)量/干質(zhì)量．

粗纖維含量測定：用CXC-06粗纖維測定儀，再用硫酸和氫氧化鈉溶液煮沸消化法測定．

粗蛋白含量測定：用KDN-20C消化爐將樣品消煮，使用ATN-100凱氏定氮儀進行測定．

粗脂肪含量測定：用索氏提取器進行提取，浸提劑為無水乙醚，再用硫酸和氫氧化鈉溶液煮沸消化法測定．

粗灰分含量測定：利用灼燒法測定．在550℃高溫爐下灼燒后，所得殘渣即為粗灰分．

磷含量測定：用硫酸-高氯酸酸溶-鉬銻抗比色法測定．

鉀含量測定：用乙酸銨溶液進行樣品提取，再用火焰光度計測定．

1.2.3數(shù)據(jù)的處理與分析采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，SPSS 21.0對測定指標進行單因素方差分析（ANOVA）和相關(guān)性分析．

隸屬函數(shù)值計算公式

（X）=（X-min）/（max-min）

式中：X為某指標的測定值；max，min分別為某項指標的最大值和最小值．

隸屬值累加后求出平均隸屬值

=∑（X）/

式中：為平均隸屬函數(shù)值；X為某個月份測定各指標的總隸屬函數(shù)值；為測定指標的個數(shù)．

2　結(jié)果與分析

2.1　不同月份氣溫和降水量變化對苜蓿生長的影響

齊齊哈爾市2021年4～10月氣溫與降水量的調(diào)查數(shù)據(jù)見表1．在4～9月之間，平均溫度變化與降水量變化趨勢趨于一致，隨著月份增加，溫度和降水量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，4月份平均溫度與降水量最低，7月份平均溫度與降水量達到最高值．

4～9月份苜蓿植株的生長狀況變化見圖1．

圖1　不同月份苜蓿生長狀況

隨著生長月份的增加，苜蓿生長環(huán)境的溫度和降水量呈先增加后降低的變化趨勢，導致苜蓿生長過程的增值速度產(chǎn)生不同的變化，進一步影響了苜蓿的株高（見圖2a）．4月份隨著環(huán)境溫度的提升，苜蓿開始逐漸返青，由圖2a可見，5～6，6～7，7～8，8～9月份苜蓿分別增高了72.70，43.67，16.00，14.67 cm，與環(huán)境溫度和降水量密切相關(guān)．由各月份苜蓿株高差異顯著性分析可見，除7與8月份和8與9月份苜蓿株高差異不顯著外，其它各月份的株高比較差異均顯著（＜0.05）．

5～9月份苜蓿植株的鮮、干質(zhì)量變化見圖2b．由圖2b可見，隨著苜蓿生長月份的增加，鮮、干質(zhì)量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，7月份苜蓿的鮮、干質(zhì)量達最大值，9月份苜蓿的鮮、干質(zhì)量達最小值，5，6，7，8月份苜蓿鮮質(zhì)量比9月份分別高76.11%，87.86%，356.06%，183.04%，干質(zhì)量比9月份分別高3.30%，

59.13%，288.46%，159.25%．除5與6月份的鮮、干質(zhì)量，5與9月份的干質(zhì)量外，其他各月份鮮、干質(zhì)量比較差異均顯著（＜0.05），從干物質(zhì)累積量角度出發(fā)，說明越靠近生育后期刈割，其干草產(chǎn)量越高．

從苜蓿鮮干比（見圖2c）變化分析，隨著苜蓿生長月份的增加，植株成熟度逐漸增加，鮮干比呈降低的變化趨勢，5，6，7，8月份鮮干比比9月份分別高71.04%，18.09%，17.24%，2.82%，除6與7月份，8與9月份苜蓿鮮干比差異不顯著外，其他各月份的鮮干比比較差異均顯著（＜0.05）．

圖2　不同采收期苜蓿生長指標的變化

2.2　不同采收期苜蓿植株營養(yǎng)成分的變化

不同采收期苜蓿營養(yǎng)成分含量的變化見圖3．由圖3可見，隨著苜蓿采收月份的增加，粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分含量均呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢．不同月份的溫度和當月降水量直接影響了苜蓿的營養(yǎng)生長，進而影響了苜蓿營養(yǎng)成分的變化．

由圖3a可見，苜蓿粗纖維在8月份含量最高，5月份含量最低；6，7，8，9月份的粗纖維比5月份分別增加了9.86%，35.66%，41.10%，39.79%；7，8，9月份粗纖維含量比較差異不顯著（＞0.05）；5，6月份與7，8，9月份粗纖維含量比較差異顯著（＜0.05）；各月份間粗纖維含量為8月份＞9月份＞7月份＞6月份＞5月份．

由圖3b可見，苜蓿粗蛋白在6月份含量最高，9月份含量最低；5，6，7，8月份的粗蛋白含量比9月份分別高37.81%，75.07%，34.77%，20.09%；除5，7月份外，粗蛋白含量在各月份間比較差異均顯著（＜0.05）；各月份間粗蛋白含量為6月份＞5月份＞7月份＞8月份＞9月份．

由圖3c可見，苜蓿粗脂肪在8月份含量最高，5月份含量最低；6，7，8，9月份的粗脂肪含量較5月份分別增加了8.79%，18.88%，22.98%，5.25%；5，6，7，9月份與8月份的粗脂肪含量比較差異均顯著（＜0.05）；各月份間粗脂肪含量為8月份＞7月份＞6月份＞9月份＞5月份．

由圖3d可見，苜蓿粗灰分在7月份含量高，9月份含量均最低；5，6，7，8月份的粗灰分含量比9月份分別高8.43%，53.25%，63.56%，22.52%；粗灰分含量在各月份間比較差異均顯著（＜0.05）；各月份間粗灰分含量為7月份＞6月份＞8月份＞5月份＞9月份．

圖3　不同采收期苜蓿營養(yǎng)成分含量的變化

2.3　不同采收期苜蓿植株磷和鉀含量的變化

各月份采收的苜蓿地上部分磷和鉀含量變化見圖4．由圖4可見，隨著苜蓿采收月份的增加，磷和鉀含量呈現(xiàn)下降的變化趨勢；除6與7月份的磷含量，6與7月份、8與9月份的鉀含量差異不顯著外，其他各月份間的磷和鉀含量均差異顯著（＜0.05）．不同月份的溫度和當月降水量直接影響了苜蓿磷和鉀的積累．苜蓿磷和鉀含量在5月份含量最高，9月份含量最低；6，7，8，9月份的磷含量比5月份分別降低了28.64%，33.33%，43.71%，50.80%，鉀含量比5月份分別降低了16.45%，18.15%，29.31%，33.73%，不同月份的磷和鉀含量比較為5月份＞6月份＞7月份＞8月份＞9月份．

圖4　不同采收期苜蓿磷和鉀含量的變化

2.4　各指標的相關(guān)性分析

各指標的相關(guān)系數(shù)見表2．由表2可見，不同月份對苜蓿株高、鮮質(zhì)量、干質(zhì)量、鮮干比、粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分、磷和鉀產(chǎn)生不同的影響．其中，月份與株高呈顯著正相關(guān)，與粗纖維和鉀呈顯著負相關(guān)，與磷呈極顯著負相關(guān)，與其他各指標均產(chǎn)生一定程度的正相關(guān)和負相關(guān)．

其他各指標間，株高與鮮干比、磷、鉀呈極顯著負相關(guān)；粗纖維與株高、磷和鉀呈顯著負相關(guān)；鮮質(zhì)量與干質(zhì)量，鉀與鮮干比和磷呈極顯著正相關(guān)；鮮干比與磷呈顯著正相關(guān)．其他各指標間均產(chǎn)生一定程度的正相關(guān)和負相關(guān)．

表2　各指標的相關(guān)性系數(shù)

2.5　隸屬函數(shù)法對苜蓿綜合品質(zhì)評價

在對苜蓿品質(zhì)進行評價時，只考慮某一個性狀或某幾個性狀的優(yōu)劣無法對其進行較為全面、科學的綜合評價，對多個性狀進行綜合全面評價更為客觀和公正[7]．隸屬函數(shù)分析（見表3）能夠綜合考慮諸多因素，使評價更加全面和合理．計算5～9月份苜蓿生育期內(nèi)4項生長指標和6項營養(yǎng)指標的隸屬函數(shù)值，各月份間平均隸屬函數(shù)值排序為7月份＞8月份＞6月份＞5月份＞9月份，7月份采苜蓿綜合品質(zhì)最佳．

表3　10項指標的隸屬函數(shù)值

3　討論

3.1　采收期對紫花苜蓿生長的影響

牧草產(chǎn)量受多種因素的影響，包括氣候、土壤等因素[8]．牧草高度和生長速度在一定程度上反映了牧草生長能力的強弱[9]．鮮干比可反映牧草的干物質(zhì)積累程度和利用價值，可作為調(diào)制干草的重要依據(jù)[10]．本文隨著采收期延長，環(huán)境降水量和溫度逐漸增加，苜蓿的生長從返青期開始進入營養(yǎng)生長，此階段苜蓿植株高度、葉片和莖的生長發(fā)育加快，促進了苜蓿干草產(chǎn)量的增加．整個生長期內(nèi)株高呈現(xiàn)增加趨勢，在9月份達到最高，由于8，9月份苜蓿植株老化和葉片脫落，導致苜蓿植株鮮、干質(zhì)量在7月份最高，這與康興奎[11]報道的苜蓿營養(yǎng)生長和生殖生長對水分調(diào)控的響應(yīng)中株高和干草產(chǎn)量的變化結(jié)果趨于一致．因此，適宜的采收時間是保證牧草產(chǎn)量的重要技術(shù)措施，以提高苜蓿的經(jīng)濟利用價值．

3.2　采收期對紫花苜蓿營養(yǎng)的影響

牧草營養(yǎng)價值主要取決于粗纖維、粗蛋白、粗脂肪、粗灰分含量，這些成分是反映紫花苜蓿營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標[12]．粗纖維是纖維素、半纖維素和木質(zhì)素等幾種化合物的混合物．本文發(fā)現(xiàn)，8月份采收的苜蓿粗纖維含量最高，隨著苜蓿成熟度的增加，莖的增長、植株木質(zhì)化程度加劇，導致苜蓿纖維含量逐漸增加．

粗蛋白是衡量苜蓿品質(zhì)的重要指標，含量越高其品質(zhì)和營養(yǎng)價值越好．6月份采收的苜蓿粗蛋白含量最高，隨著采收期的延長，苜蓿進入了生殖生長，植株高度變大，大量葉片脫落，導致粗蛋白含量下降．不同月份苜蓿粗纖維和粗蛋白的變化與李光耀[13]等的研究結(jié)果相似．

粗脂肪作為動物營養(yǎng)和能源物質(zhì)，能提高飼料的適口性，對飼料品質(zhì)具有重要的影響．本文中，8月份采收的苜蓿粗脂肪含量最高，隨著采收期的推移，苜蓿植株成熟度的增加使粗脂肪含量逐漸降低．

粗灰分的含量越多，反映了苜蓿的品質(zhì)越好，但苜蓿粗灰分含量過高會導致苜蓿干草的適口性下降．本文中，7月份采收的苜蓿粗灰分含量最高，其含量隨著采收期的延長表現(xiàn)出下降的趨勢，這是由于隨著苜蓿的生長，植物細胞內(nèi)容物逐漸減少，植物礦質(zhì)營養(yǎng)元素隨著葉片逐漸老化脫落而流失．不同月份苜蓿的粗脂肪和粗灰分的變化與孫萬斌[14]等的研究結(jié)果略有差異．

植物的養(yǎng)分重吸收能夠較好地反映植物對環(huán)境的適應(yīng)能力，磷和鉀是苜蓿生長發(fā)育所需的大量元素，對提高苜蓿產(chǎn)量和增強抗性具有重要作用[15]．本文中，苜蓿的磷和鉀含量隨著采收期延長表現(xiàn)出降低的變化，說明苜蓿在不同環(huán)境表現(xiàn)出對磷和鉀元素的依賴性，與植物自身吸收、利用環(huán)境資源能力和元素在體內(nèi)的代謝有關(guān)，體現(xiàn)了紫花苜蓿自身對環(huán)境的適應(yīng)性，不同月份苜蓿磷和鉀的變化與楊恒山[16]等的研究結(jié)果一致．

4　結(jié)論

采集5～9月份苜蓿植株，苜蓿生長指標中的株高逐漸增加，鮮質(zhì)量和干質(zhì)量呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，鮮干比逐漸降低，苜蓿的粗纖維、粗蛋白、粗脂肪和粗灰分含量隨著苜蓿采收月份的增加呈現(xiàn)先增加后降低的變化趨勢，磷和鉀含量呈現(xiàn)降低的變化趨勢．月份與株高呈顯著正相關(guān)，與粗纖維和鉀呈顯著負相關(guān)，與磷呈極顯著負相關(guān)．10項指標綜合隸屬函數(shù)值大小為7月份＞8月份＞6月份＞5月份＞9月份，7月份為苜蓿生長指標和營養(yǎng)指標表現(xiàn)最佳．

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Influence of growth and nutrient characteristics of alfalfa in harvest periods

YANG Zhencai1，2，ZHANG Yu1，2，LI Shanshan1，2，LI Bo1，2，DONG Jing1，2

（1. School of Life Sciences，Agriculture and Forestry，2. Heilongjiang Provincial Key Laboratory of Resistance Gene Engineering and Protection of Biodiversity in Cold Areas，Qiqihar University，Qiqihar 161006，China）

The alfalfa“Longmu 801”plant was used as the test material．The growth index and nutrient composition of the collected plants were measured and analyzed from May to September．Use the membership function method to comprehensively evaluate the changes of various indicators．The results showed that with the extension of the growth cycle of alfalfa plants，the plant height in the growth indicators of alfalfa gradually increased，the fresh weight and dry weight first increased and then decreased，and the fresh to dry ratio gradually decreased．The content of crude fiber， crude protein，crude fatand，crude ash of alfalfa in different harvest periods increased first and then decreased with the increase of harvest months，while the content of phosphorus and potassium decreased．The membership function method is used to analyze the comprehensive membership function value of 10 indicators．The size of the membership function value is July＞August＞June＞May＞September．The growth and nutritional indicators of alfalfa in July was the highest，which is the best time for alfalfa cutting and silage．

alfalfa；maturity；growth indicators；nutrition character

1007-9831（2023）07-0059-07

Q94

A

10.3969/j.issn.1007-9831.2023.07.012

2023-02-12

齊齊哈爾大學2022年研究生創(chuàng)新科研項目（YJSCX2022019）

楊鎮(zhèn)才（1997-），男，貴州印江人，在讀碩士研究生，從事植物次生代謝產(chǎn)物研究．E-mail：zhencaiyangwdl@126.com

李珊珊（1983-），女，黑龍江泰來人，教授，博士，從事生物化學研究．E-mail：lishanshan83@163.com